矿井水典型水化学组分纳滤模拟试验研究

为揭示纳滤对高矿化度矿井水的处理机制,选取NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4作为矿井水典型化学组分,通过模拟试验研究了溶液浓度和操作压力对分离性能的影响。结果表明:纳滤膜通量主要取决于膜两侧的操作压力差和溶质的渗透压差,分别呈现正相关和负相关关系;质量浓度为1 000 mg/L时,氯化物最低膜通量和硫酸盐最高膜通量分别为16.5 L/h和15 L/h;质量浓度为2 500 mg/L时,氯化物最低膜通量和硫酸盐最高膜通量分别为13 L/h和12 L/h;截留率受Donnan效应与筛分作用的共同影响,影响程度分别取决于离子荷电量和离子水合半径;在操作压力为0.1～0.4 MPa的条件下增大操作压力提高溶液浓度,NaCl截留率由38.9%逐步降低到19.5%,MgCl_2截留率由34.0%逐步上升到62.4%,硫酸盐在96.2%～98.0%之间波动;在操作压力为0.1～0.4 MPa的条件下增大操作压力,NaCl和MgCl_2截留率均呈现先升高再降低的趋势,最大值分别为33.9%和51.5%(0.3 MPa时),最小值分别为27.6%和41.9%(0.1 MPa时),硫酸盐截留率在96.2%～99.0%之间波动。     

JMS-CCDAF-NF工艺去除水中腐殖酸的研究

试验研究了JMS-逆流气浮-纳滤集成工艺去除水中腐殖酸的工艺特征和效果。试验结果表明:JMS-逆流气浮工艺去除水中腐殖酸时,在最佳投药点(PACl),出水水质符合纳滤系统预处理单元的要求。该预处理系统与纳滤系统组合的集成工艺可以使水中的腐殖酸有机物浓度大大降低,且含TQ56-36FC型纳滤膜的流程比含M-N1812A型纳滤膜的流程效果好。前者出水的TOC值可达0.28￣0.70mg/L。后者出水的TOC值在0.59￣1.30mg/L。另外,尽管保安过滤/活性炭预处理有利于纳滤膜出水水质的提高,但活性炭柱与纳滤膜能去除的有机物种类是有些重合。     

无机纳滤膜处理低水平放射性废水的试验研究

选择相对分子质量2 000～5 000的水溶性聚丙烯酸钠作为无机纳滤膜处理主要含⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、⁶⁰Co放射性核素的低水平放射性废水的辅助药剂.重点考察了非放模拟废水的pH值及聚丙烯酸钠投加量对废水中锶、铯、钴等稳定核素截留率及膜通量的影响,并就影响机理做了初步探讨.得到较优的试验条件为:pH值7～8,聚丙烯酸钠体积浓度不低于0.1%.在优化的条件下,进行实际放射性废水的处理试验.结果表明,聚丙烯酸钠辅助无机纳滤膜处理低水平放射性废水是可行的,对总β和总γ的净化率均达到95%左右,且可得到满意的膜通量.     

纳滤膜脱除矿山酸性废水中重金属离子试验研究

采用纳滤膜法脱除矿山酸性废水中的重金属离子进行了试验研究,讨论了压力、pH、浓差极化、共存离子和膜污染对膜性能的影响。结果表明,在最佳条件下,DK2540纳滤膜对矿山酸性废水中的重金属离子截留率都超过了97%,出水浓度除Cu2+为1.5mg/L外,Ni2+、Zn2+、Pb2+均<0.5mg/L,透过液中的重金属离子基本达标排放,浓缩液可进一步回收利用。     

膜集成技术处理纺织洗衣废水回用的研究

纺织业轻洗工段中的洗衣废水中含有柔软剂等有机物以及少量盐分,排放后会对水体造成污染。本实验通过微氧水解好氧膜生物反应器和纳滤系统对洗衣废水进行处理,废水pH为7.46,浊度为224 NTU,COD为845 mg/L,电导率为912 μS/cm,经过该系统处理后,出水pH为6.4,浊度几乎为0 NTU,COD为10 mg/L,电导率为70 μS/cm,达到了洗衣工艺对水质的要求。     

强化混凝-光电氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

采用强化混凝-光电氧化组合工艺对北京某垃圾填埋场垃圾渗滤液膜滤浓缩液进行处理。探讨了不同混凝剂投加量、电流密度和反应时间对COD去除率的影响,并考察了溶解性有机物的分子量和结构在本工艺中的变化。结果表明:同时投加Ca(OH)2、Fe2(SO4)3和PAM混凝后,COD去除率为28.00%,含量由4 700 mg/L降低到3 384 mg/L;同时投加KMnO4、Fe2(SO4)3和PAM进行二次混凝,COD去除率为60.20%,含量为1 870 mg/L;混凝后水样在电流密度为400A/m2,经3 h光电氧化后,COD去除率为86.20%,含量为650 mg/L。本工艺将垃圾渗滤液膜滤浓缩液中部分大分子量有机物降解为小分子量有机物;光电氧化后,有机物结构被迅速破坏。     

絮体性质对纳滤膜污染的影响

混凝过程产生的絮体会对后续膜过滤性能产生一定的影响。实验中利用激光粒度仪研究2种混凝剂(AlCl3和PAC)在不同投加量下的絮体性质,混凝出水(不经过沉淀)直接进入纳滤膜(NF270)装置进行过滤实验。研究表明,投加量低(<0.20 mmol/L)的情况下,混凝出水反而使纳滤通量衰减发生恶化,随着投加量的增加,纳滤膜通量衰减得到有效的减缓。直接过滤腐殖酸(HA)的膜通量衰减(J/J0)为0.65,投加量为0.50 mmol/L时,AlCl3和PAC 2种混凝剂产生的通量衰减(J/J0)分别为0.78和0.75。滤饼层阻力受到絮体尺寸的影响较大,絮体尺寸越大,形成的滤饼层透水性更好。通过污染模型分析,混凝出水的纳滤膜污染机理主要是滤饼层阻力。     

吸附氧化/纳滤/吸附组合工艺处理丙烯腈工业废水

针对高浓度丙烯腈工业废水,采用絮凝、吸附氧化、纳滤以及吸附的组合工艺进行处理,考察了不同工艺过程处理高浓度丙烯腈工业废水的效果和费用。结果表明,废水经过絮凝-纳滤-吸附氧化处理工艺,使废水的COD降低到1 000 mg/L以下,氨氮含量低于25 mg/L,CN-含量降低至5 mg/L以下,满足丙烯腈工业废水处理出水指标要求,且操作费用适中,为实现丙烯腈生产工业废水的循环利用奠定了坚实的技术基础。     

酒石酸钾钠(PST)对纳滤处理重金属废水的强化效果

以酒石酸钾钠(PST)为络合剂,分别选取Cd、Zn、As和Pb 4种金属废水,探索络合纳滤工艺对金属离子去除率和膜通量的强化效果,测定纳滤膜表面接触角以表征膜通量变化规律,并研究了压力、金属浓度和溶液pH参数对络合纳滤过程的影响。结果表明,PST对4种金属去除的强化效果存在相似规律,分别有一个最佳PST添加浓度。随PST浓度的增加,金属离子去除率先增大后减小,而膜通量一直增大。研究发现,纳滤膜表面接触角与膜通量呈稳定的反比例关系,与金属离子种类和PST添加量无关。随着操作压力的增大,膜通量线性增加,去除率基本不变;金属离子浓度的增加对膜通量影响不大,金属去除率略有上升;pH在4~5之间变化时,As去除中膜通量和去除率均有所升高,而Cd、Zn和Pb 3种溶液处理效果基本不受pH影响。     

纳米材料在水处理中的应用

从纳米光催化氧化技术、纳米膜过滤技术和纳米吸附材料等三方面分别介绍了纳米技术在水处理方面的研究和应用情况.